Abstrakt

Tytanian litu Li1+xTi2-xO4 (0 ≤ x ≤ 1/3) jest tlenkiem, który dzięki swym unikalnym właściwościom od połowy lat 70 pozostaje źródłem zainteresowania i obiektem badań naukowców. Jedną z najciekawszych właściwości tego związku jest przejście w stan nadprzewodzący poniżej temperatury około 13 K i jej silna zależność od stechiometrii układu. Oprócz nadprzewodnictwa wyróżniają go ciekawe właściwości elektrochemiczne oraz fotokatalityczne, które umożliwiają szereg praktycznych zastosowań. Ostatnie badania pokazują, że tytanian litu jest wyjątkowo atrakcyjny ze względu na możliwość użycia go jako materiału anodowego w bateriach litowo - jonowych. Związek ten jest wytwarzany głównie przy użyciu metody reakcji w fazie stałej. Alternatywą metodą może być synteza zol – żel, która charakteryzuje się wykorzystaniem prostej aparatury oraz nieskomplikowanym procesem wytwarzania, dającym duże możliwości modyfikacji materiału. Jedną z nich jest możliwość wprowadzenia domieszki zmieniającej właściwości związku. W niniejszej pracy podjęto próbę wytworzenia metodą zol-żel tytanianu litu oraz tytanianu litu domieszkowanego miedzią. Zbadano strukturę, właściwości elektryczne, optyczne oraz morfologię powierzchni cienkich warstw i próbek objętościowych wytworzonego materiału. Zauważono, że w celu uzyskania jednofazowych próbek tytanianu litu konieczne jest czterokrotne zwiększenie ilości prekursora litowego w zolu, niż wynikałoby to ze stechiometrii układu. Na podstawie wyników badań metodą dyfrakcji rentgenowskiej obliczono średnią wielkość krystalitów oraz parametry komórki elementarnej wytworzonego materiału. Wykonane próbki, zarówno niedomieszkowanego tytanianu litu, jak i materiału domieszkowanego miedzią nie wykazały przejścia nadprzewodzącego, co wytłumaczone zostało niewielkimi odstępstwami od stechiometrii układu. Odchylenie od stechiometrii było także zauważalne podczas pomiarów metodą rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronów. W przypadku cienkich warstw zbadano również wpływ warunków krystalizacji na ich parametry optyczne. Obliczono wartość optycznej przerwy energetycznej oraz energii Urbacha. Dodatkowo wykonano badania właściwości hydrofobowych warstw, a wyniki eksperymentu skorelowano z morfologią powierzchni obserwowaną mikroskopem elektronowym.

Autor (1)